PID的自校正調(diào)節(jié)原理 - 基于PID控制粉塵濃度測量儀的實現(xiàn)

　　本文利用測量誤差改變調(diào)節(jié)器的步長，實現(xiàn)PID參數(shù)的自動整定，使輸出值平穩(wěn)快速地達到設(shè)定值。首先將采樣值與給定值的誤差絕對值分成若干個區(qū)間，各區(qū)間設(shè)定不同的步長，采用不同的計算式。這里PID參數(shù)的調(diào)整周期應(yīng)小于采樣周期，采樣周期由整個放大電路的傳輸延時和后續(xù)A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)決定。

　　3.4 中斷服務(wù)程序

　　中斷服務(wù)程序流程圖如圖8所示。

　　4 實驗結(jié)果與分析

　　實驗時對煙霧釋放出的粉塵濃度進行了測量。圖9和圖10分別是未加自適應(yīng)測量功能和加了自適應(yīng)測量功能測得的粉塵濃度值及其擬合曲線。圖中“*”是采樣得到的粉塵濃度值;“——”是用Matlab對測得的數(shù)據(jù)點進行擬合后的曲線。由圖9可以看出，當(dāng)粉塵濃度達到3.1 mg/m3時，濃度不再變化，儀器達到飽和。由圖10可知：濃度較低時，儀器的響應(yīng)曲線線性度較好，能夠完整地反應(yīng)粉塵濃度的變化過程，可測得48 mg/m3的濃度值，測量范圍大大地擴大了。采用PID加以控制，數(shù)據(jù)的平滑度較好，幾乎沒有超調(diào)，測量值能夠平穩(wěn)的上升，達到了預(yù)期的效果。

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　　5 結(jié)語

　　通過實驗驗證，采用這種自適應(yīng)測量的方法可以使測量范圍達到0.01～48 mg/m3。采用PID參數(shù)的自校正調(diào)節(jié)，可以使測量曲線平穩(wěn)地過渡到設(shè)定值。PID控制結(jié)果幾乎沒有超調(diào)，穩(wěn)定時間短，在設(shè)定的目標(biāo)角度值附近振蕩少，有效抑制了調(diào)節(jié)傳感器接收靈敏度時引起的振蕩。